一种快速熔化顶吹炉炉结的方法技术

一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，是将柴油烧嘴(2)插入顶吹炉(1)，利用柴油燃烧升高炉膛温度，然后连续输送块煤入炉，并使用喷枪(7)补充助燃富氧空气，柴油和块煤同时燃烧释放高热提升炉膛温度，使炉结表层熔化后形成液态熔池；之后将炉膛顶部温度提升至1300～1350℃，关停柴油烧嘴，将喷枪插入液态熔池内，搅动熔池并充分燃烧块煤，排除烟气中CO隐患，之后再启动柴油烧嘴，助燃块煤和烟气中CO，继续熔化炉结；随后投入低品位颗粒铜锍，释放高热并搅动熔池快速熔化炉结，当顶吹炉炉渣排放口区域炉结全部熔化完，烧开炉渣排放口排放液态熔体，至炉结故障排除完毕。本发明专利技术可快速安全熔化高熔点炉结，提高生产效率。

A rapid melting method for top blown furnace

【技术实现步骤摘要】
一种快速熔化顶吹炉炉结的方法
本专利技术涉及有色冶金
，具体涉及一种快速熔化铜冶炼顶吹炉炉结，以消除死炉故障的方法。
技术介绍
顶吹炉以其炉体结构简单、操作灵活度高、对复杂物料处理适应能力强得到了工业生产上的广泛应用，尤其在复杂铜精矿物料的熔炼处理上。然而在处理成分复杂、各杂质成分波动幅度大的铜精矿物料时，且伴随辅助设施故障时，非常容易出现顶吹炉内高温熔体的过氧化，从而产生炉结，短时间快速产生大量高熔点炉结，将直接导致死炉故障，使得顶吹炉的正常生产难以维持下去。极其其恶劣的情况是，如果没有及时发现并有效控制，还将产生严重“泡沫渣”事故，这将直接影响生产并带来严重的经济损失甚至人员伤害。正常冶炼生产过程，都不可避免会产生少量高熔点熔体，但还不至于影响生产组织。一旦短时间快速产生大量过氧化高熔点熔体时，随着冶炼设备局部区域传热差、温度低，将导致过氧化高熔点熔体迅速凝固成炉结，炉结厚度超过一定限值后，将侵占冶炼设备内部有效工作空间，从而影响正常生产。此外，辅助系统出故障时，炉膛保温效果差，熔渣板结也将产生炉结。在紧急停炉情况，或者停炉检修排空熔池，如果炉内熔池没能排空排净，即残留太多熔体，在恢复生产时，就需要再烘炉升温，熔化炉结。炉内一旦出现炉结，务必要尽快熔化炉结，才能进行冶炼作业。根据炉结厚度的不同，需要采用不同的熔化处理方式。冶炼设备结构不同，处理炉结的方式也存在显著差异。直接使用油类、天然气、煤等物质，通过燃烧产生的高温可对对炉结进行熔化，该方法可熔化炉结厚度薄的状况，但对于炉结厚度超过一定限值的，因炉结表面熔化后产生液态高温熔体，该熔体传热性差，从而无法进一步消除熔化深层次炉结。有加入酸性或者碱性助熔剂直接熔化炉结的方法，但该方法的弊端是，酸性或者碱性助熔剂不仅仅熔化炉结，还将与炉墙耐火材料发生反应而加速炉墙耐火材料的损耗，对炉体有一定的危害。还有使用碎铁粉进行炉渣消除的方法，虽该方法效果良好，但也有消耗铁资源、增大渣量的弊端。还有采用硫化铜精矿等类似物料消除炉结的方法，这需要借助硅石熔剂的参与，不仅产生大量新的炉渣，且因硫化铜精矿比重较轻以及有效成分不多，只能在熔池表面起作用，对熔池底部的炉结消除反应少，这将导致消除炉结耗时长、效率不高。还有使用焦炭、块煤等对炉结进行还原消除的方法，不管是将焦炭、块煤等直接从炉顶撒入，还是喷射进熔池内的，由于焦炭、块煤等还原性物质比重轻于熔体而漂浮于熔池表面上，实际与炉结还原接触机率少，能起到有效还原作用的很少。
技术实现思路
：针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术的目的是提供一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，以快速高效率消除炉结，排除死炉故障，提高生产效率，减少能源物质的无效消耗。为实现以上目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，方法步骤如下：A、初期熔化炉结：发现顶吹炉(1)产生大量高熔点炉结后，将柴油烧嘴(2)从顶吹炉顶部的烧嘴孔插入炉膛，插入炉顶深度5000mm，利用炉内余热点燃柴油烧嘴，利用柴油燃烧放出高热升高炉膛温度；待炉膛顶部温度提升至1100℃以上后，利用上料系统(3)从炉顶的加料口(6)连续输送块煤入炉，使用从炉顶插入的喷枪(7)为块煤燃烧补充助燃富氧空气，在柴油和块煤同时燃烧产生的热量加成下，释放高热提升炉膛温度，使得炉结表层熔化后形成300mm左右高度的液态熔池后即可；过程主要化学反应如下：C+O2＝CO2△H(标况)＝-393.5kJ/mol；2C+O2＝2CO△H(标况)＝-126.4kJ/mol；2CO+O2＝2CO2△H(标况)＝-283kJ/mol。B、排除CO隐患：从炉顶向炉膛内插入探测棒(9)，当探测棒探测到炉结表层熔化形成300mm左右高度的液态熔池后，将炉膛顶部温度提升至1300～1350℃，关停柴油烧嘴(2)，将柴油烧嘴提升至炉顶深度1000～2000mm，备用；快速将喷枪(7)的喷头下降，插入至液态熔池内，利用喷枪提供的富氧助燃空气搅动熔池，燃烧熔池内未充分燃烧的块煤，进一步排除烟气中CO隐患，之后再启动柴油烧嘴(2)提供二次燃烧风，助燃炉膛内部未燃烧完全的块煤和烟气中CO，释放高温热量继续熔化炉结；过程主要化学反应如下：2CO+O2＝2CO2△H(标况)＝-283kJ/mol；排除CO隐患，可解决日常生产运营中二次燃烧风补入不足的问题，充分氧化进入烟气的C、CO、S和其他元素，降低可燃气体爆燃引发爆炸的风险；C、快速熔化炉结：烟气中CO隐患排除后，测量并计算炉结厚度，当剩余炉结厚度≥800mm时，微富氧条件下，从加料口(6)投入低品位颗粒铜锍，采取块煤与低品位颗粒铜锍并用，完成块煤和低品位颗粒铜锍联合反应热量加成，与炉结快速交互反应放热，释放高热并搅动熔池快速熔化炉结，当顶吹炉炉渣排放口(12)区域炉结全部熔化完，同时形成高于炉渣排放口(12)位置约500～1000mm的液态熔体后，烧开炉渣排放口(12)，连续排放液态熔体至炉体(1)外，将熔池液面高度降低至炉渣口(12)位置；本过程实现块煤的燃烧放热，块煤和低品位颗粒铜锍联合对磁性铁的快速还原，还发生低品位颗粒铜锍还原炉结的交互反应，产生的金属铜，还可加速熔池内部高温热传导，加速炉结的熔化。过程主要化学反应如下：C+O2＝CO2△H(298K)＝-393.5kJ/mol；2C+O2＝2CO△H(298K)＝-126.4kJ/mol；2CO+O2＝2CO2△H(298K)＝-283kJ/mol；3Fe3O4+FeS＝10FeO+SO2△H(298K)＝-444.23kJ/mol；Fe3O4+Cu2S+O2＝3FeO+Cu2O+SO2△H(298K)＝-83.53kJ/mol；2Fe3O4+C＝6FeO+CO2△H(298K)＝-377.11kJ/mol；Cu2S+O2＝Cu2O+SO2△H(298K)＝-385.93kJ/mol；Cu2S+2Cu2O＝6Cu+SO2△H(298K)＝+96.2kJ/mol；FeS+O2＝FeO+SO2△H(298K)＝-468.83kJ/mol；2FeO+SiO2＝2FeO·SiO2(FeO与游离的SiO2造渣反应)；本过程所涉及到的化学反应除造铜反应△H(298K)＝+96.2kJ/mol，少量吸热，其余反应△H都<0，即都属放热反应，反应生成的FeO与游离形态的SiO2造渣，熔化炉结迅速。本过程解决了现有工艺单一的块煤和柴油烧嘴升温效率低下，无法快速熔化高熔点炉结的问题，提高了排除炉结死炉故障效率，还可用于烘炉升温，解决烘炉温度达不到要求、烘炉不均匀不彻底的问题，提高了生产效率，节约冶炼能源消耗；D、安全熔化剩余炉结：保持喷枪(7)风搅拌熔池，当探测到剩余炉结厚度<800mm，停止低品位颗粒铜锍的投加，调整上料系统的块煤输送速度和喷枪风控制系数，待探测棒(9)测量到剩余炉结厚度≤100mm后，炉结故障排除完毕，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA、初期熔化炉结：发现顶吹炉(1)产生大量高熔点炉结后，将柴油烧嘴(2)从顶吹炉顶部的烧嘴孔插入炉膛，插入炉顶深度5000mm，利用炉内余热点燃柴油烧嘴，利用柴油燃烧放出高热升高炉膛温度；待炉膛顶部温度提升至1100℃以上后，利用上料系统(3)从炉顶的加料口(6)连续输送块煤入炉，使用从炉顶插入的喷枪(7)为块煤燃烧补充助燃富氧空气，在柴油和块煤同时燃烧产生的热量加成下，释放高热提升炉膛温度，使得炉结表层熔化后形成300mm左右高度的液态熔池后即可；/nB、排除CO隐患：从炉顶向炉膛内插入探测棒(9)，当探测棒探测到炉结表层熔化形成300mm左右高度的液态熔池后，将炉膛顶部温度提升至1300～1350℃，关停柴油烧嘴(2)，将柴油烧嘴提升至炉顶深度1000～2000mm备用；快速将喷枪(7)的喷头下降，插入至液态熔池内，利用喷枪提供的富氧助燃空气搅动熔池，燃烧熔池内未充分燃烧的块煤，进一步排除烟气中CO隐患，之后再启动柴油烧嘴(2)提供二次燃烧风，助燃炉膛内部未燃烧完全的块煤和烟气中CO，释放高温热量继续熔化炉结；/nC、快速熔化炉结：烟气中CO隐患排除后，测量并计算炉结厚度，当剩余炉结厚度≥800mm时，微富氧条件下，从加料口(6)投入低品位颗粒铜锍，采取块煤与低品位颗粒铜锍并用，完成块煤和低品位颗粒铜锍联合反应热量加成，与炉结快速交互反应放热，释放高热并搅动熔池快速熔化炉结，当顶吹炉炉渣排放口(12)区域炉结全部熔化完，同时形成高于炉渣排放口(12)位置约500～1000mm的液态熔体后，烧开炉渣排放口(12)，连续排放液态熔体至顶吹炉(1)炉体外，将熔池液面高度降低至炉渣口(12)位置；/nD、安全熔化剩余炉结：保持喷枪(7)风搅拌熔池，当探测到剩余炉结厚度<800mm，停止低品位颗粒铜锍的投加，调整上料系统的块煤输送速度和喷枪风控制系数，待探测棒(9)测量到剩余炉结厚度≤100mm后，炉结故障排除完毕，顶吹炉即可恢复正常生产。/n...

【技术特征摘要】
1.一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、初期熔化炉结：发现顶吹炉(1)产生大量高熔点炉结后，将柴油烧嘴(2)从顶吹炉顶部的烧嘴孔插入炉膛，插入炉顶深度5000mm，利用炉内余热点燃柴油烧嘴，利用柴油燃烧放出高热升高炉膛温度；待炉膛顶部温度提升至1100℃以上后，利用上料系统(3)从炉顶的加料口(6)连续输送块煤入炉，使用从炉顶插入的喷枪(7)为块煤燃烧补充助燃富氧空气，在柴油和块煤同时燃烧产生的热量加成下，释放高热提升炉膛温度，使得炉结表层熔化后形成300mm左右高度的液态熔池后即可；
B、排除CO隐患：从炉顶向炉膛内插入探测棒(9)，当探测棒探测到炉结表层熔化形成300mm左右高度的液态熔池后，将炉膛顶部温度提升至1300～1350℃，关停柴油烧嘴(2)，将柴油烧嘴提升至炉顶深度1000～2000mm备用；快速将喷枪(7)的喷头下降，插入至液态熔池内，利用喷枪提供的富氧助燃空气搅动熔池，燃烧熔池内未充分燃烧的块煤，进一步排除烟气中CO隐患，之后再启动柴油烧嘴(2)提供二次燃烧风，助燃炉膛内部未燃烧完全的块煤和烟气中CO，释放高温热量继续熔化炉结；
C、快速熔化炉结：烟气中CO隐患排除后，测量并计算炉结厚度，当剩余炉结厚度≥800mm时，微富氧条件下，从加料口(6)投入低品位颗粒铜锍，采取块煤与低品位颗粒铜锍并用，完成块煤和低品位颗粒铜锍联合反应热量加成，与炉结快速交互反应放热，释放高热并搅动熔池快速熔化炉结，当顶吹炉炉渣排放口(12)区域炉结全部熔化完，同时形成高于炉渣排放口(12)位置约500～1000mm的液态熔体后，烧开炉渣排放口(12)，连续排放液态熔体至顶吹炉(1)炉体外，将熔池液面高度降低至炉渣口(12)位置；
D、安全熔化剩余炉结：保持喷枪(7)风搅拌熔池，当探测到剩余炉结厚度<800mm，停止低品位颗粒铜锍的投加，调整上料系统的块煤输送速度和喷枪风控制系数，待探测棒(9)测量到剩余炉结厚度≤100mm后，炉结故障排除完毕，顶吹炉即可恢复正常生产。


2.根据权利要求1所述的一种快速熔化顶吹炉炉结的方法，其特征在于，步骤A所述初期熔化炉结，是将柴油烧嘴(2)耗油量调整至600～800kg/h，控制炉压为-5Pa～+10Pa；所述柴油为0#国标柴油；所述块煤为固定碳含量≥68％的无烟煤，块煤粒度为5～15mm，块煤输送速度控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，袁海滨，张石平，罗永春，郭江，李帆，罗红彪，
申请(专利权)人：云南锡业股份有限公司铜业分公司，
类型：发明
国别省市：云南;53